Kimyasal & Malzeme Mühendisliği
Yüksek derecede agresif Kimyasal Medya için bir Seviye Sensöri Nasıl Seçilir
Table of Contents
Yüksek agresif kimyasal medya için doğru seviye sensörü seçmek, doğrudan proses güvenliğini, ölçüm doğruluğunu ve sistem süresini etkileyen kritik bir mühendislik kararıdır. Güçlü asitler, katustic çözümleri, çözücüler ve oksitleyiciler, hızlı bir şekilde standart sensör malzemeleri seçmek, en sert kimyasal ortamlarda güvenilir bir şekilde performans gösteren bir programdır.
Kimyasal Medya Özelliklerinin Anlanması
Sensör seçeneklerine göz önünde bulundurulmadan önce, kimyasal medyayı iyice karakterize etmelisiniz. Aynı kimyasalların sınıfları içinde bile (örneğin, mineral asitler), konsantrasyondaki varyasyonlar, sıcaklık ve saflık, kororatifliği büyük ölçüde değiştirebilir. Anahtar parametreleri analiz etmek için:
Kimyasal Kompasyon ve Reaktivite
Tam kimyasal türleri ve herhangi bir potansiyel tehditler. Örneğin, Hidroklorik asit (HCl) aynı konsantrasyonda sulfurik asitten çok daha agresiftir. Ayrıca, medyanın işlem koşulları altında koreal olarak ürün oluşturabilir mi, örneğin hidrojen klorür gazı gibi birçok metale karşı daha agresiftir.
pH Seviye ve Yoğunlaştırma
Aşırı pH değerleri (yaklaşık 12 veya üstü) genellikle özel ıslak malzemeler talep eder. Birçok durumda, konsantrasyon pH etiketinden daha önemlidir: %98 sulfurik asit karbon çelikinde depolanabilir, ancak dild sulfurik asit (daha düşük% 70) PVDF veya şampuan gibi sağlam korozyona dayanıklı malzemeler gerektirir.
Sıcaklık Aralığı
Korozyon oranları genellikle her 10 °C (18 °F) artışla ikiye katlanır. sensör, maksimum işlem ısısını da termal bisiklet olarak idare etmelidir. Yüksek sıcaklık agresif kimyasallar, dirençlerini 200 °C'nin üzerinde tutan Hastelloy veya seramikler gibi malzemeler gerektirebilir.
Basınç Koşulları
Baskı her iki sensör seçimi ve kurulumunu etkiler. Yüksek basınçlar, kimyasallar sensör mühürlerine veya mikroskopik kusurlara nüfuz edebilir.Süresel gemiler için, maksimum basınç ve gazket ve diyafram uyumluluk için dikkate değer sensörleri değerlendirebilir.
Viscosity ve Tendency
Bazı agresif kimyasallar viskous (örneğin, konsantre fosforik asit) veya temassız ölçüm veya kendi temizleme tasarımları ile temassız ölçüm veya kendi temizleme tasarımları ile hassas kullanım koşulları tercih edilir.
Seviye Sensörleri türleri Saldırganlık Medya için uygundur
Çeşitli seviye sensör teknolojileri kororatif ortamlarda etkili olmuştur. En iyi seçim belirli medya özelliklerine, gerekli doğruluka ve yükleme kısıtlamalarına bağlıdır.
Radar (Mikro dalga) Sensörler
Radar seviyesi sensörleri, medya yüzeyine mesafe ölçmek için elektromanyetik dalgalar kullanır. Sensörin sinyali kimyasalla temasa geçmediğinden, sadece anten ve işlem mühürünün kimyasal direncine ihtiyacı vardır. Sigara iç içe geçmiş radarı (tipik olarak 26 GHz veya 80 GHz), olağanüstü korozyon için korelar veya çubuk antenleri ile donatılmıştır, onları güçlü asitler ve caustics için ideal hale getirir.
Capacitance Level Sensörler
Capacitance sensörleri, bir elektrot ve gemi duvarı arasındaki sürekli değişiklikleri tespit ederek seviyeyi ölçerek ölçebilir (veya referans probu). agresif medya için, elektrotlar, PFA veya FEP gibi iletken kimyasallarla iyi kaplı olabilir, ancak kondüktöreler, ölçüm aralığına göre mükemmel kimyasal direnç sağlayabilir ve medya için dikkatli kalibrasyon gerektirir.
Optik Seviye Sensörleri
Optik sensörler bir ışık kaynağı ve dekürücü kullanır - kızılötesi veya görünür - bir noktada sıvının varlığını veya yokluğunu belirlemek için. sensörün prizsi veya ipucu camdan yapılır, fiphire veya kalıplaşmış plastik (örneğin, polisulfone kimyasal direnç ile), sürekli agresif medya için, fifire veya özel ipuçları tercih edilir, çünkü çoğu asitlere ve alkaliye karşı dirençli (bu saldırılar camdan) Optik sensörler yüksek çözünürlükte mükemmeldir.
Ultrasonik Seviye Sensörleri
Ultrasonik sensörler ses pullarını gönderir ve yankı geri dönüş zamanını ölçerler.Onlar temassız ve PVDF, Filtrelenmiş muhafazalarda, Kynar veya polipropilen olmayan medyalarda en iyi şekilde çalışır.Ancak, ultrasonik sinyaller mevcut olduğunda, maliyetle etkisiz bir çözüm sunar.
Magnetostrik Düzey Sensörleri
Bu sensörler bir kılavuz çubuğu boyunca hareket eden mıknatıslar içeren bir yüz kullanır. çubuk, Hastelloy, titanyum veya 316L paslanmaz çelikten şişe kaplama ile çalışır. Magnetostrik sensörler yüksek doğruluk sağlar ve her iki sürekli seviye ve arayüz ölçüm için uygundur.
Müslüm Probess ile Dalga Radar
En zorlu medya için (örneğin, asitleri, güçlü o oksiter), tam mühürlenmiş bir şampuan probuyla dalga radarı mükemmel bir dayanıklılık sunar.TheVPN sheath hermetically sıvıdan sinyal telini ayırabilir.Bu araştırmalar uygun işlem mühürleriyle sıcaklıkları halledebilir.
Malzeme Uyumluluk ve Sensör İnşaatı
Herhangi bir seviyede sensörün ıslak bileşenleri -probes, diyaframlar, mühürler, konutlar - kimyasal saldırıya karşı direnmemelidir. Malzeme seçimi, gerçek işlem koşulları altında dolma testine dayalı olmalıdır.
- [FONT:0)PTFE (Teflon) ve PFA: Neredeyse evrensel kimyasal direnç, alkali metaller ve bazı florin bileşikler hariç neredeyse tüm kimyasallara karşı. Sensör kaplamaları için kullanılır, astarlar ve sağlam problar için kullanılır.
- [FONT=0)PVDF (Kynar): Birçok asit, üslere ve aliphatik çözücülere Mükemmel direnç. İyi mekanik güç. yüksek sıcaklıklarda güçlü alkaliler için tavsiye edilmez.
- [FONT=0)Polypropylene (PP) ve Poliklin (PE): [Düzen sıcaklıklarda İyi Kimyasal Direniş (80-100 °C) Birçok asit ve üs için uygun ama güçlü oksiters ve bazı çözücüler tarafından saldırıya uğrayabilir.
- [FONT=0)Hastelloy (C-276 veya B-2): [Dönetici:0) Katı, strese karşı dayanıklı, sertleştirici ajanlar ve yüksek sıcaklık hidroklorik asit için mükemmel, klor ve sulic asit.
- [FONT:0)316L paslanmaz çelik: [Döneticiler ve alkaliler orta sıcaklıklarda kabul edilebilir; güçlü hidroklorik, sulfuric (above 10%) veya klorür ortamlar için uygun olmayabilir.
- [Üyetim:0)Ceramiks (Alumina, Zirconia): [Dönetici: 1) Kimyasal olarak inert ve yüksek sıcaklıklarla başa çıkabilir. Optik sensör ipuçları, kapasitör problarda (örneğin, ultrasonik sensör yüzleri).
- [FONT:0)Glass (Borosilicate, Kuart): [Dönetici asit ve güçlü sıcak alkali hariç çoğu kimyasala karşı mükemmel bir direniş.
ıslak malzemeleri seçerken, aynı zamanda mühür malzemeleri de göz önünde bulundurun. FEP-backed Filtre gazketleri, perfluoroelastomerler (örneğin, Kalrez, Chemraz), ve EDPM ( sınırlı uygulamalar için) ekstra koruma sağlar.
Sensör Konutu ve Elektronik Koruma
Sensör konutu (elektronik muhafaza) kimyasalla temasa geçmez, ancak korrosive buharlara, üşürme veya kondensasyona maruz kalabilir. Paslanmaz çelikten yapılmış konutlar (316L veya 304) bir epoxy veya şampuan kaplama ile veya tamamen polimer konutları (PP, PVDF).
Kurulum ve Bakım
En kimyasal dirençli sensör bile, uygunsuz olarak kurulamazsa erkenden başarısız olacaktır: agresif medya için en iyi uygulamalar şunlardır:
Öpün ve Leak Önleme
Fibere dayanıklı montaj donanımı kullanın -PTFE veya paslanmaz çelik (316L) cıvatalar, çamaşırlar ve fındıklar. Genişlemeli Filtrelerden veya Alarmlı elastomerlerden yapılmış gazketleri seçin.Her zaman tok flanges ve sensör parçaları veya dış kablolara saldırabilecek sızıntılardan kaçınmak için üreticilere uygun.
Nozzle ve Obstruction Kaçınma
Haberleşme radarı ve ultrasonik sensörler için, montaj nozullarının engellerden ücretsiz olmasını sağlar ve sensörin kirişinin iç yapılar tarafından engellenmemesi gerekir (baffles, agitators, ısıtmalı konveyörler). Aggressive kimyasallar genellikle aynı korozyona dayanıklı malzemeden yapılan nozullar için, yollanan dalga radarı için, Prodüksiyonun yanlış sinyalleri önlemek için doğrudan ve uzak tutulması gerekir.
Sıcaklık ve Basınç Tahminleri
Medya sıcaklığı sensörün üst sınırının yakınındaysa, kimyasal direnç için bir uzatma boru (terminatör) kullanmayı düşünün. yüksek basınçlı gemiler için (above 10 bar), sensörün işlemi, malzemenin karşılaştırıldığında dikkate değer ve uyumlu olmalıdır (genellikle yapıştırıcısı).
Süreç Bağlantıları
Ortak bağlantılar flanged (ANSI, DIN, EN flanges with Paint liners), threaded (NPT, BSP with Paint kaset), ve uyumlu gazketleri ile ilgili olarak üç-kamp içerir.
Düzenli Muayene ve Temizlik
Inspect sensör, piting, çatlaklar, şişme veya boyama için periyodik olarak ıslak parçalara sahiptir. Birçok agresif kimyasal, temiz bir pencerenin kritik olması gerekir; bazı tasarımları uyumlu çözücüler kullanarak temizlenebilir (örneğin, Filtre veya PVDF için uygundur.
Kalibrasyon ve doğruluk Faktörleri
Saldırgan kimyasallar, kalibrasyon ve kurulum sırasında hesaplanması gereken şekillerde sensör doğruluğunu etkileyebilir.
Dielektrik Constant Variations
Radar ve kapasitance sensörleri, medyadaki dielektrik sabitine ( ⁇ r) Birçok agresif kimyasalların sıcaklık ve konsantrasyon ile değişen elektrik sabitlerine sahip olmaları gerekir. Örneğin, hidrochloric asitin ⁇ r, yaklaşık 80 ila 100 °C arasında bir süre boyunca, işletim sıcaklığında gerçek süreci kullanarak sensör kullanmayı gerektirir.
Davranış Etkileyici Etkileri
Yüksek derecede iletken medya (örneğin, güçlü asitler, tuz çözümleri) kapasitans ve kabul edilebilir sensörlerle müdahale edebilir, çünkü sıvı bir iletken olarak davranır, farklı bir eşdeğer devre yaratır.Inspektif sıvılar için tasarlanmış sensörler kullanın, genellikle frekans destekli veya koruyucu bir elektrot tasarımı ile.
Köpük ve Vapor Condensation
Köpük ultrasonik puls absorbe edebilir veya deflectlayabilir ve sensör yüzündeki kondensasyon radarında yanlış yankılara neden olabilir.In köpüklü medya için agresif kimyasallarla, yol gösterici dalga radarı veya kapasitans sensörleri göz önünde bulundurulur.For condensation-prone applications, bir ısıtma elemanı radar lensinde veya bir hava temizleyicisi açık sinyal yolunu tutabilir.
Güvenlik ve Düzenleme
Saldırgan kimyasallar için seviye sensörleri genellikle sızıntıları önlemek, dökmeleri veya felaket başarısızlıkları önlemek için katı güvenlik düzenlemeleri altında düşer.
ATEX / IECEx / CSA Sertifika
Birçok agresif kimyasal medya, kullanılabilir veya patlayıcıdır (örneğin, çözücüler, hidrojen asit reaksiyonlarından salıverilmesi). Uygun patlama koruması ile sensörler seçin - eksiyonel güvenlik (Ex ia), alev geçirmez muhafaza (Ex d), veya istenmeyen (Ex n).
Avrupa için baskı Ekipman Yönergesi (PED)
Baskılı gemilerde kullanılan sensörler için, Basınç Ekipman Yönergesine (2014/68/EU) uygun güvenlik faktörü ve CE işareti ile geminin maksimum izinli baskı ve test basıncı için tasarlanmalıdır.
FDA / EC1935 /2004 Gıda ve İlaç için
Saldırgan kimyasal bir temizlik ajanı (CIP) veya gıda veya farmasötik işlemede kullanılan sanitizer ise, sensör malzemeleri FDA veya AB gıda iletişim düzenlemeleri ile uymalıdır.
Sensör Seçimi Karar Matin
Seçilmesi için, aşağıdaki faktörleri tartmak bir karar matrisi oluşturmak:
- Kimyasal saldırganlık seviyesi (tavap grafiği)[Dönetici:0)[Dönetici:0]Temperyature ve baskı aşırılıkları [Dönetici:2).Dön ölçüm türü (görüntü vs. sürekli)[Dönetici).[Dönetici:0][Dönetici ve cevap süresine ihtiyaç duyulana göre)[DÜye ve yaşam döngüsü maliyetle maliyetle maliyetle ilgili olarak).
Son derece agresif asitler için (örneğin, >50% nitrik, sıcak sulfuric), Filtre kaplama ile temassız radar ve tam PED sertifikası en güvenli varsayılandır. Yüksek sıcaklık alkaliler (örneğin, sıcak caustic soda), bir Hastelloy probe veya kapasitance ile bir Hastelloy probe veya kapasitance ile bir hezisyon kaplama ile dalga radarı ele alır.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Aşırı agresif kimyasal medya için bir seviye sensör seçin, sensör teknolojisi güçlülüğün özelliklerini sistematik bir değerlendirme gerektirir, doğrulayıcı malzeme uyumluluk ve yükleme koşullarını kullanarak, uygun güvenlik sertifikalarını kullanarak sensörleri seçin.Proper installation-ile-konuşturucu-kanıtlamalı devreleri daraltabilirsiniz: en zor durumdaki sensör algılama için uygun olmayan radarlar için yüksek çözünürlükte ayarlanır.Düzeltmeler ve doğrulayıcılar için doğrulayıcılar için doğrulayıcılar için doğrulayıcılar için doğrulayıcılar için kontrol edin.